Durante miles de millones de años, los continentes de la Tierra han mantenido una sorprendente estabilidad, formando la base de montañas, ecosistemas y civilizaciones. Sin embargo, el secreto detrás de esta estabilidad ha intrigado a los científicos durante más de un siglo. Un nuevo estudio de investigadores de la Universidad Estatal de Pensilvania y la Universidad de Columbia proporciona la evidencia más clara hasta la fecha sobre cómo estas formaciones terrestres se volvieron y se mantuvieron estables, y el ingrediente clave es el calor.
En un artículo publicado en la revista Nature Geoscience, los investigadores demuestran que la formación de una corteza continental estable—la que perdura durante miles de millones de años—requiere temperaturas que superan los 900 grados Celsius en la parte inferior de la corteza continental. Estas altas temperaturas son esenciales para redistribuir elementos radiactivos como el uranio y el torio. Estos elementos generan calor a medida que se descomponen, por lo que, al moverse de la parte inferior a la parte superior de la corteza, transportan calor consigo, permitiendo que la corteza profunda se enfríe y se fortalezca.
Implicaciones del descubrimiento
Las implicaciones de este descubrimiento van más allá de la geología, ya que abren posibilidades para aplicaciones modernas como la exploración de minerales críticos, esenciales para tecnologías contemporáneas como smartphones, vehículos eléctricos y sistemas de energía renovable. Los procesos que estabilizaron la corteza terrestre también movilizaron elementos de tierras raras—litio, estaño y tungsteno—proporcionando nuevas pistas sobre dónde encontrarlos. Los mismos procesos que promovieron la estabilidad de la corteza continental probablemente operan en otros planetas similares a la Tierra, ofreciendo a los científicos planetarios nuevas señales para buscar vida en otros mundos.
Andrew Smye, profesor asociado de geociencias en la Universidad Estatal de Pensilvania y autor principal del artículo, declaró: «Los continentes estables son un requisito previo para la habitabilidad, pero para que adquieran esa estabilidad, deben enfriarse. Para enfriarse, deben mover todos estos elementos que producen calor—uranio, torio y potasio—hacia la superficie, porque si estos elementos permanecen profundos, generan calor y funden la corteza.»
La corteza continental tal como la conocemos emergió en la Tierra hace unos 3.000 millones de años. Antes de este tiempo, la corteza tenía una composición notablemente diferente a la rica en silicio de la corteza moderna. Los científicos han creído durante mucho tiempo que la fusión de la corteza preexistente es un ingrediente importante en la receta que produce las placas continentales estables que sustentan la vida. Sin embargo, antes de este estudio, no se había reconocido que la corteza debe alcanzar temperaturas extremas para volverse estable.
Los investigadores hicieron sus conclusiones tras muestrear rocas en los Alpes europeos y en el suroeste de Estados Unidos, además de examinar datos publicados en la literatura científica. Analizaron datos químicos de rocas metasedimentarias y metaigneas, que constituyen gran parte de la corteza inferior, y clasificaron las muestras según sus temperaturas metamórficas máximas, cuando las rocas sufren cambios físicos y químicos mientras permanecen mayormente sólidas.
Smye y su coautor, Peter Kelemen, profesor de ciencias de la Tierra y del medio ambiente en la Universidad de Columbia, notaron una sorprendente coherencia en las composiciones de las rocas que se habían fundido a temperaturas superiores a 900 °C: presentaban concentraciones significativamente más bajas de uranio y torio en comparación con las que habían sufrido fusión a temperaturas más bajas. «Es raro ver una señal consistente en rocas de tantos lugares diferentes», afirmó Smye. «Es uno de esos momentos de eureka que te hacen pensar que la naturaleza está tratando de decirnos algo aquí.»
En resumen, comprender cómo estas reacciones a temperaturas ultra-altas pueden movilizar elementos en la corteza terrestre tiene implicaciones más amplias para entender la distribución y concentración de minerales críticos, un grupo de metales altamente buscados que han demostrado ser difíciles de extraer y localizar. Si los científicos pueden entender las reacciones que primero redistribuyeron estos valiosos elementos, teóricamente podrían localizar mejor nuevos depósitos de estos materiales hoy en día.
